rega
Liliana Marina Martins da Silva
Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Agronómica
Ramo de Hortofruticultura e Viticultura
Orientador: Doutor Carlos Manuel Antunes Lopes
Juri:
Presidente - Doutor José Luís Monteiro Teixeira, Professor Associado do Instituto
Superior de Agronomia da Universidade de Lisboa.
Vogais - Mestre Ricardo Jorge Lopes do Egipto, Assistente Convidado do Instituto
Superior de Agronomia da Universidade de Lisboa
.
- Doutor Carlos Manuel Antunes Lopes, Professor Associado com Agregação
do Instituto Superior de Agronomia da Universidade de Lisboa.
ii Aos meus pais por todo o apoio, dedicação e sacrifício ao longo destes anos por mim e, pela confiança depositada nas minhas decisões e objetivos a alcançar.
Ao João Penetra por todo o apoio, carinho, companhia e incentivo durante a realização deste trabalho escrito.
Ao Professor Doutor Carlos Lopes, orientador desta tese, pela dedicação, incentivo e confiança depositada em mim durante o trabalho de campo, bem como a sua orientação, ensinamentos e contribuição na elaboração deste trabalho.
Ao Engenheiro Ricardo Egipto pela amizade, incentivo e orientação sempre demonstradas durante o trabalho de campo, bem como a disponibilidade e ajuda preciosa durante o tratamento de dados.
Ao Doutor Miguel Costa pela amizade, apoio, e incentivo demonstrados durante o trabalho de campo e pela revisão do trabalho escrito.
Ao Engenheiro Rui Flores da Herdade do Esporão pelo apoio e disponibilidades demonstrados durante o trabalho de campo, bem como a sua amizade demonstrada sempre que necessário durante a minha passagem por Reguengos de Monsaraz.
Ao colega e amigo Miqueias Permanhani pela sua ajuda e companheirismo na recolha de dados de campo.
Ao Engenheiro João Graça e ao Engenheiro João Fernandes pelo apoio e ajuda na recolha de dados de campo.
Aos meus colegas e amigos Erik Sequeira, Marina Jaques, Natacha Vieira, Soraia Rodrigues, Ana Martin Ariza, Kawtar Bouassel, Nathalia Cardoso, Glefferson Honorato, Maria do Carmo Miranda e Sofia Silva pela amizade e apoio durante o meu percurso no mestrado.
À D.Ermelinda Barata pela amizade e incentivo.
À colega Anna Isabella Mele pela ajuda na recolha dos dados de campo. À empresa Agriciência pela colaboração na parte tecnológica.
A pesquisa que levou a estes resultados recebeu fundos do Programa “Seventh Framework” da Comunidade Europeia (FT7/2007-2013) sob o acordo garantido nº FT7-311775; Projeto Innovine (“Combining innovationin vineyard management and genetic diversity for a sustainable viticulture”).
Dedico este trabalho em especial à memória da minha avó Cecília por sempre ter estado ao meu lado durante toda a minha vida e por sempre ter apoiado e acreditado que eu seria capaz de alcançar mais esta meta na minha vida.
iii ASW – Actual soil water
BBCH – Biologische Bundesanstalt, Bunddessortenamt and Chemical Industry – escala fenológica
E – Espessura da sebe
Ec – Espessura da sebe ao nível dos cachos Et – Espessura da sebe no topo da vegetação ETc – Evapotranspiração cultural
FDR – Frequency domain reflectometry FTSW – Fraction transpirable soil water GSM – Global System Mobile
GPRS – General packet ratio service H – Altura da sebe
IRGA – Infrared Gas Analyser
NCF – Número de camadas de folhas PVC – Polyvinil chloride
RDI – Regulated Deficit Irrigation SDI – Sustainable Deficit Irrigation SFE – Superficie foliar exposta
SWCfc – Soil water content at field capacity
SWCmin – Soil water content minimum
TTSW – Total transpirable soil water Ψb – Potencial hidrico foliar de base
iv
O presente trabalho integra-se no projeto europeu INNOVINE (FP7 – 311775),
visando apresentar resultados de um ensaio realizado na região vitícola do Alentejo, Reguengos de Monsaraz. Neste local foram instalados vários fito-sensores para ajuda na gestão de duas estratégias de rega deficitária, RDI – Regulated Deficit Irrigation e SDI – Sustainable Deficit Irrigation, conjugados com a monitorização de parâmetros fisiológicos na casta “Touriga Nacional”.
Em cada modalidade de rega foi selecionada uma videira representativa, onde foram instalados os sensores de fitomonitorização (temperatura das folhas e temperatura dos bagos) e um sensor de humidade do solo.
A modalidade SDI apresentou valores de potencial hídrico de base e diurno superiores aos da RDI.
Verificou-se que as videiras sujeitas à modalidade RDI mostraram uma melhor eficiência do uso intrínseco da água ao longo do período estudado. Também foi observada uma elevada capacidade de recuperação das videiras sob uma situação de stresse hídrico, com maior evidência na RDI.
As temperaturas das folhas oscilaram entre os 9,8ºC e os 49,6ºC na modalidade RDI e, entre os 9,8ºC e os 45,2ºC na modalidade SDI, tendo sido a folha a poente da sebe a registar as temperaturas mais altas.
As temperaturas dos bagos oscilaram entre os 10,6ºC e os 49,6ºC na modalidade RDI e, entre os 10,6ºC e os 51,9ºC na modalidade SDI, tendo sido o bago a poente exposto a registar as temperaturas mais altas.
O coeficiente de determinação obtido na relação entre o potencial de base (ψb ) e a
fracção de água do solo transpirável (FTSW), permite considerar a FTSW como um robusto estimador do ψb e, assim, preconizar a sua utilização no apoio à gestão da rega da vinha,
em substituição da medição do ψb que é um método destrutivo, e que tem o grande
inconveniente de ter de ser feito de madrugada.
Palavras-chave: Fitomonitorização, Rega Deficitária, Temperatura do bago, Temperatura
v The present work is integrated in the European project “INNOVINE”, (grant agreement nº FT7 – 311775), and presents the results of a test done in the Alentejo, Reguengos de Monsaraz wine region. On this site, several phyto-sensors were installed to help manage two deficit irrigation strategies, RDI – Regulated Deficit Irrigation and SDI – Sustainable Deficit Irrigation, together with the monitorization of physiological parameters on the “Touriga Nacional” grape varietal.
For each modality of irrigation, a single representative vine was selected, where the phyto-monitorization sensors were installed (to measure leaf temperature and berry temperature), as well as one sensor to measure soil humidity.
The SDI modality showed higher values of predawn and diurnal water potential than RDI.
The vines subjected to the RDI modality showed higher intrinsic water use efficiency throughout the study period. We also observed a high recovery capability of the vines after suffering water stress, especially with the RDI modality.
The leaf temperatures for RDI oscillated between 9,8ºC and 49,6ºC and between 9,8ºC and 45,2ºC for SDI, with the leaf to the west of the hedge registering the highest temperature.
The berry temperatures oscillated between 10,6ºC and 49,6ºC for RDI and between 10,6ºC and 51,9ºC for SDI, with the berry exposed to the west registering the highest temperature.
The coefficient of determination obtained in the relationship between predawn leaf water potential (ψb) and the fraction of transpirable soil water (FTSW), allows us to consider
the FTSW as a robust estimator of ψb and thus advocate their use in irrigation management, replacing the ψb which is a destructive method and has the major drawback of having to be done at dawn.
Key Words: Phytomonitoring, Sustainability, Deficit irrigation; Temperature; Touriga
vi
Agradecimentos ... ii
Índice de Abreviaturas ... iii
Resumo ... iv
Abstract ... v
1.INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ... 1
2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 3
2.1 – Sustentabilidade da vinha ... 3
2.1.1. - Sustentabilidade e viticultura sustentável ... 3
2.1.2 – Alterações climáticas e sua influência na vinha ... 3
2.2 – Influência das disponibilidades hídricas no crescimento e desenvolvimento vegetativo e reprodutivo da videira ... 5
2.3 – Rega deficitária ... 7
2.4 – Fitomonitorização ... 8
2.4.1 – Fitomonitorização na gestão da rega... 8
2.4.2 – Ferramentas de recolha de informação ecofisiológica... 10
2.4.2.1 – Sensores para recolha pontual de dados ... 10
2.4.2.2 – Sensores para recolha contínua de dados ... 12
2.5 – Casta ... 14
2.5.1 – Touriga Nacional ... 14
2.5.2 – Porta enxerto ... 15
3 - MATERIAL E MÉTODOS ... 17
3.1 – Localização e caracterização do ensaio ... 17
3.2 – Clima ... 18
3.3 – Solo das parcelas ... 18
3.4 – Delineamento Experimental ... 19
3.5 - Regas ... 19
3.6 – Operações culturais ... 20
3.7 – Fitomonitorização ... 20
3.7.1 – Instalação dos Sensores de Recolha de Dados Continua ... 20
3.7.2 - Datalogger e software / Recolha e Armazenamento de Dados ... 21
3.7.3 – Caracterização dos Sensores ... 21
3.7.3.1 – Sensor de humidade do solo ... 21
vii
3.8 – Medições da fenologia e eco-fisiologia ... 23
3.8.1 – Estados fenológicos ... 24
3.8.2 – Potenciais Hídricos ... 24
3.8.3 – Trocas Gasosas ... 25
3.8.4 – Cálculo da Fração de água transpirável do solo ... 25
3.8.5 – Caracterização do coberto vegetal ... 25
3.8.5.1 – Eleição dos sarmentos para registos de área foliar ... 25
3.8.5.2 – Área Foliar... 25
3.8.5.3 – Dimensões do Coberto ... 26
3.8.5.4 – Número de camadas de folhas ... 26
3.8.5.5 – Evolução da Maturação ... 27
3.8.5.6 - Vindima ... 27
3.8.6 – Tratamento de Dados ... 27
4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 28
4.1 – Evolução fenológica ... 28
4.2 – Caracterização do coberto vegetal ... 28
4.3 – Dados do Fitomonitor ... 30
4.3.1 – Teor de humidade volúmica obtida através dos sensores fixos ... 30
4.3.1.1 – Evolução da humidade do solo ao longo de um ciclo de rega... 32
4.3.1.2 – Evolução da humidade do solo após uma rega ... 33
4.3.2 – Potencial hídrico ... 35
4.3.2.1 - Evolução do potencial hídrico foliar de base do pintor à vindima ... 35
4.3.2.2 – Evolução do potencial hídrico foliar diurno num ciclo de rega ... 35
4.3.3 – Temperatura das folhas do pintor à vindima ... 36
4.3.3.1 – Exemplo da evolução da temperatura das folhas em dias de baixa e elevada demanda atmosférica ... 38
4.3.3.2 – Evolução diurna da temperatura das folhas num ciclo de rega ... 41
4.3.4 – Temperatura dos bagos do pintor à vindima ... 46
4.3.4.1 – Exemplo da evolução da temperatura dos bagos em dias de baixa e elevada demanda atmosférica ... 47
4.4 – Produção ... 51
5 – CONCLUSÕES ... 54
6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS ... 56
viii
Figura 1 – Funcionamento do sistema de fitomonitorização. ... 9
Figura 2 – Sensor de SapFlow (sonda tipo Granier)... 13
Figura 3 - Parcelas do ensaio experimental: Touriga Nacional e Aragonez. ... 17
Figura 4 - Evolução das temperaturas e precipitação de Janeiro a Setembro de 2015, Herdade do Esporão, Reguengos de Monsaraz... 18
Figura 5 - Datalogger e painel solar de uma ilha de sensores. ... 21
Figura 6 – Sensor de humidade do solo de uma das ilhas de monitorização. ... 21
Figura 7 - À esquerda: sensor de temperatura da folha; à direita: sensor de temperatura dos bagos. ... 22
Figura 8 - Representação gráfica da disposição dos sensores de temperatura do bago e da folha na videira. 23 Figura 9 – Sonda Diviner 2000... 23
Figura 10 - IRGA (Infrared Gas Analyser). ... 25
Figura 11 - Nervuras secundária esquerda (L2e) e direita (L2d) e nervura principal (L1). ... 25
Figura 12 - Altura da sebe (H), espessura da sebe ao nível dos cachos (Ec) e espessura da sebe no topo da vegetação (Et). ... 26
Figura 13 - Evolução fenológica ao longo do ciclo vegetativo... 28
Figura 14 - Humidade volúmica medida pelo sensor de humidade a 20 cm, 40 cm e 60 cm de profundidade – ilha #601 – RDI. ... 30
Figura 15 - Humidade volúmica medida pelo sensor de humidade a 20 cm, 40 cm e 60 cm de profundidade – ilha #603 – SDI... 31
Figura 16 - Evolução diurna da fração transpirável de água no solo (FTSW) no dia 13/08/2015, correspondente ao dia antes da rega. ... 32
Figura 17 - Evolução diurna da fração transpirável de água no solo (FTSW) no dia 14/08/2015, correspondente ao dia da rega, com término da rega às 13:00h... 33
Figura 18 - Evolução da fração de água transpirável do solo (FTSW em % da reserva útil) ao longo de um ciclo de rega na ilha #601 (RDI). ... 34
Figura 19 - Evolução da fração de água transpirável do solo (FTSW em % da reserva útil) ao longo de um ciclo de rega na ilha #603 (SDI). ... 34
Figura 20 - Potenciais hídricos de base entre o pintor e a vindima, nas duas modalidades de rega... 35
Figura 21 - Evolução dos potenciais hídricos foliares diurnos de pré-rega (13/08/2015) (A) e pós-rega (14/08/2015) (B). ... 36
Figura 22 - Evolução da temperatura diária das folhas no período do pintor ao final de Agosto, da ilha #601 (RDI). ... 37
Figura 23 - Evolução da temperatura diária das folhas no período do pintor ao final de Agosto, da ilha #603 (SDI). ... 37
Figura 24 - Evolução diária da temperatura das folhas expostas a nascente, no interior e expostas a poente na sebe na ilha #601 (RDI) num ciclo de rega, com rega a 17/07/2015. ... 39
Figura 25 - Evolução diária da temperatura das folhas expostas a nascente, no interior e expostas a poente na sebe na ilha #603 (SDI) num ciclo de rega, com rega a 17/07/2015. ... 39
Figura 26 - Evolução diária da temperatura das folhas expostas a nascente, no interior e expostas a poente na sebe, na ilha #601 (RDI) num ciclo de rega, com rega a 31/07/2015. ... 40
Figura 27 - Evolução diária da temperatura das folhas expostas a nascente, no interior e expostas a poente na sebe, na ilha #603 (SDI) num ciclo de rega, com rega a 31/07/2015. ... 41
Figura 28 - Evolução diurna da temperatura das folhas (A), em comparação com os valores de ψfd (B) no dia 13/08/2015, correspondente ao fim de um ciclo de rega na modalidade RDI. ... 42
Figura 29 - Evolução diurna da temperatura das folhas (A), em comparação com os valores de ψfd (B) no dia 13/08/2015, correspondente ao fim de um ciclo de rega na modalidade SDI. ... 43
Figura 30 - Evolução diurna da temperatura das folhas (A) em comparação com os valores de ψfd (B) no dia 14/08/2015, correspondente ao início de um ciclo de rega na modalidade RDI. ... 44
ix
Figura 32 - Evolução da temperatura diária dos bagos relativas à ilha #601 (RDI), do pintor ao final de Agosto. ... 46 Figura 33 - Evolução da temperatura diária dos bagos relativas à ilha #603 (SDI), do pintor ao final de Agosto.
... 47 Figura 34 - Evolução da temperatura dos bagos expostos a nascente, no interior e expostos a poente na sebe, na ilha #601 (RDI) num ciclo de rega com a rega a 17/07/2015... 49 Figura 35 - Evolução da temperatura dos bagos expostos a nascente, no interior e expostos a poente na sebe, na ilha #603 (SDI) num ciclo de rega com rega a 17/07/2015. ... 49 Figura 36 - Evolução da temperatura dos bagos expostos a nascente, no interior e expostos a poente na sebe, na ilha #601 (RDI) num ciclo de rega com rega a 31/07/2015. ... 50 Figura 37 - Evolução da temperatura dos bagos expostos a nascente, no interior e expostos a poente na sebe, na ilha #603 (SDI) num ciclo de rega com rega a 31/07/2015. ... 51 Figura 38 - Análise de regressão entre FTSW (variável independente) e o ψb (variável dependente) medido
x
Tabela 1 – Limiares de potencial hídrico para avaliação do nível de restrição hídrica da videira preconizados
por Ojeda (2007). ... 10
Tabela 2 - Esquema do delineamento experimental do ensaio, casta Touriga Nacional... 19
Tabela 3 - Identificação e localização das ilhas de sensores, na casta Touriga Nacional. ... 19
Tabela 4 - Datas e estados fenológicos na Touriga Nacional do ensaio. ... 24
Tabela 5 - Parâmetros caracterizadores da densidade do coberto vegetal na casta Touriga Nacional ao pintor. ... 29
Tabela 6 - Efeito da estratégia de rega no rendimento e seus componentes. RDI – Regulated Deficit Irrigation e SDI – Sustainable Deficit Irrigation da casta Touriga Nacional. * - significativo ao nível de p < 0,05; ** - significativo ao nível de p < 0,01; R2 – coeficiente de determinação)... 52
1 A videira é uma das espécies vegetais cultivadas mais antigas da história, tendo-se disseminado um pouco por todo o mundo (Jones, 2007). Foi na região do Alentejo que se encontraram os primeiros indícios da cultura da vinha em Portugal. Presume-se que foi através dos Tartéssios que a videira foi introduzida nesta região e mais tarde explorada pelos Fenícios e pelos Gregos. Mas foram os Romanos a desenvolverem em mais profundidade a cultura vitícola entre os anos 31 e 27 a.C. (Infovini, 2016; Vine to Wine circle, 2016; Vinhos do Alentejo, 2011).
Embora o Alentejo tenha um elevado potencial ecológico para a produção vitivinícola, nem sempre assim foi, tendo sido durante algum tempo grande produtora de cereais. Apenas em 1988 é que esta região voltou a ter enfase na produção vitivinícola, com a obtenção de demarcação oficial através do empenho de associações, cooperativas e produtores privados (Infovini, 2016). O Alentejo situa-se no sul do país, onde se observam bastantes planícies e algumas elevações isoladas, onde existem terroirs favoráveis ao cultivo da vinha. É uma região muito soalheira e com temperaturas bastante elevadas, rondando os 15 e os 17,5ºC, cerca de 3000 horas de sol anuais e uma precipitação média anual de 500 a 800 mm (Infovini, 2016; IVV, 2016; Roteiro gastronómico de Portugal, 1997; Sograpevinhos, 2016).
O Alentejo apresenta três características climáticas bastante relevantes: a concentração de precipitação entre os meses de Outubro e Março, quando a videira está em repouso vegetativo não consumindo água; a irregularidade intra e inter anual das precipitações típica do clima mediterrânico; e o aumento da temperatura na primavera desde o final de Maio/inicio de Junho quando os bagos estão na fase de crescimento herbáceo promovendo uma aceleração fisiológica da videira e assim funcionando como um catalisador na extração de água do solo (Barroso e Pombeiro, 2013).
De forma a obter uma utilização adequada e eficiente de água pela videira, é importante o conhecimento da interação entre as condições climáticas da zona com as condições particulares da vinha (Barroso e Pombeiro, 2013; Chaves et al., 2010).Para otimizar e compreender a resposta da videira a estas condições, poderá recorrer-se à fitomonitorização que consiste num sistema de informação de apoio à gestão das culturas. Em vinhas de onde provêm vinhos de excelente qualidade, é de extrema importância o uso deste tipo de tecnologia de última geração, para otimizar o uso sustentável de inputs como a água e para manter a qualidade das videiras, uvas e vinho. A fitomonitorização permite poupar água e ao mesmo tempo conseguir responder com certa antecedência às alterações climáticas, que será um problema cada vez maior no futuro, em especial no Mediterrâneo.
2 Implementação de sistemas de suporte à decisão no âmbito de uma viticultura sustentável. Através dos ensaios de campo, teve-se como principais objetivos:
- Obter informação válida da condição ecofisiológica da vinha através dos sensores instalados;
- Interpretação dos dados obtidos numa perspetiva de apoio à gestão da rega e de otimização do uso de água.
Este trabalho foi realizado na prática nas castas tintas, Touriga Nacional e Aragonez. Mas devido à enorme quantidade de dados recolhidos, apenas serão apresentados e discutidos os dados referentes às ilhas de monitorização da casta Touriga Nacional (ilhas #601 e #603), com as modalidades de rega SDI e RDI respetivamente.
3 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 – Sustentabilidade da vinha
2.1.1. - Sustentabilidade e viticultura sustentável
A sustentabilidade pode ser definida como a intersecção entre o meio ambiente, problemas sociais e lucro (Goode J. e Harrop S., 2011), ou seja, baseia-se em três pilares essenciais: ambiental, social e económico (Esporão, 2016).
No caso da vinha, a sustentabilidade debruça-se na economia da água utilizada para a rega, bem como na redução do uso de produtos fitofarmacêuticos e energia, entre outros aspectos. Os agricultores começam a ter consciência do impacto das suas ações no ambiente e com a temperatura ambiente a aumentar, a poupança da água torna-se crucial, tanto para o ambiente, como para o negócio do agricultor. Para que sejam obtidos bons resultados é necessário conhecimento e investimento inicial em tecnologias de ponta. Com o aumento da temperatura em diversas zonas do mundo, nomeadamente na europa mediterrânica, tem sido cada vez mais necessário regar. De forma a economizar a água, adotam-se estratégias de rega que ajudem a diminuir o consumo de água e ao mesmo tempo obter um produto final de igual ou superior qualidade (Carvalho, 2015).
Tal como outra qualquer atividade de agronegócio intensiva, a indústria vitivinícola é uma das que mais provoca um impacto ambiental, o que obriga a um especial cuidado e, mesmo que a produção vitivinícola seja uma das mais competitivas e inovadoras, ainda carece da compreensão de alguns problemas ambientais (Barber et al., 2009; Christ e Burritt, 2013; Marshall et al., 2005). Sendo assim, é necessário fazer uma quantificação precisa do seu impacto a nível do uso de água. Também é de extrema necessidade que sejam feitas métricas do desempenho da água, bem como dos inputs e outputs na vinha e na adega, para assim poder avaliar o desempenho económico e ambiental (CWSA, 2011).
2.1.2 – Alterações climáticas e sua influência na vinha
As regiões vitivinícolas onde se produz vinho de qualidade, localizam-se em regiões que representam nichos climáticos de onde resultam vinhos com características específicas (Jones, 2007).
Nos últimos tempos tem-se verificado um aumento de mudanças climáticas a nível global, nomeadamente no aumento da temperatura e na distribuição da precipitação ao longo do ano (Pinto et al., 2013). Os períodos de seca originados por esta irregularidade e/ou escassez de precipitação ao longo do ano, causa défices hídricos no solo, que conjugados com elevadas temperaturas e défices de pressão de vapor atmosférica, convertem a água
4 num dos recursos mais limitados na atividade vitícola nas regiões de clima Mediterrânico (Chaves et al., 2007; Costa et al., 2016).
Uma grande parte dos vinhedos está localizada em regiões com este tipo de clima, onde os défices de água no solo e na atmosfera, juntamente com temperaturas altas, exercem grandes restrições sobre o rendimento e qualidade das uvas (Chaves et al., 2010).
As alterações climáticas influenciam as regiões vitívinicolas levando à escolha de castas, práticas culturais e sistemas de condução mais adequadas ao local. A evolução industrial originou um aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, que consequentemente tem contribuído para o aquecimento global, levando a que em 2016 esteja previsto um aumento médio da temperatura da superfície do planeta em 1ºC (Natureza, 2015). Desde 2014 que a concentração de CO2 ultrapassou os 400 ppm no
hemisfério Norte. Todas estas alterações podem levar a invernos muito chuvosos e a verões mais quentes e secos (Natureza, 2015).
O aquecimento global também está a afetar o desenvolvimento da videira, provocando mudanças na fenologia e antecipação das vindimas em todo o mundo (Jones e Davies, 2000; Webb et al, 2007).
A temperatura foliar é um fator externo que influencia a atividade fotossintética. Quando a temperatura ambiente é inferior a 20ºC, a taxa fotossintética está abaixo do ótimo (Assis et
al., 2004). Quando a temperatura se encontra entre os 25 e os 30ºC, a taxa fotossintética é
ótima. Já a temperaturas superiores a 30ºC, a taxa fotossintética começa a reduzir chegando quase a zero com temperaturas superiores a 45ºC, pois as enzimas são inativadas, dá-se a dessecação/morte dos tecidos, o fecho dos estomas e a desnaturação de proteínas (Assis et al., 2004; Vogel, 2009). A temperatura das folhas pode atingir 10ºC acima da temperatura ambiente se estas estiverem em ângulo reto com a radiação solar. Mas normalmente a temperatura das folhas diretamente expostas ao sol, atinge valores entre 0,5 e 5ºC acima da temperatura ambiente (Assis et al., 2004).
Os problemas e limitações impostos pelas mudanças climáticas à agricultura e viticultura modernas requerem uma gestão da vinha adaptativa e mesmo predictiva com o objetivo de manter ou melhorar a qualidade do vinho (Dry e Loveys, 1998; Chaves et al, 2007; Costa et
al.,2016; Medrano et al, 2003). A utilização de sistemas de rega nestes ambientes surge de
forma a evitar uma temperatura excessiva da copa e dos bagos, manter a qualidade na produção de vinho e, em casos mais extremos, garantir a sobrevivência da planta. Fornecer água em quantidade adequada aos objetivos pode favorecer o rendimento e manter ou melhorar a qualidade da uva (Chaves et al., 2010; Matthews e Anderson, 1989; Santos et al, 2003, 2005).
5
2.2 – Influência das disponibilidades hídricas no crescimento e
desenvolvimento vegetativo e reprodutivo da videira
Compreender a fisiologia e atividades moleculares resultantes das respostas da videira a baixos e moderados défices hídricos é fundamental para otimizar a gestão da rega e identificar as variedades que mais se adequam a essas condições (Chaves et al, 2010; Costa et al., 2016).
A água exerce funções estruturais na videira sendo um elemento fulcral nos processos de transporte, transpiração e metabolismo. O sistema solo-videira-atmosfera apresenta vários pontos resistentes ao transporte de água, sendo os mais relevantes, a interface solo/raiz e ao nível dos estomas (Magalhães, 2008). Em viticultura as relações hídricas são de extrema importância, afetando diretamente a quantidade e qualidade de uvas obtidas. Fatores como as condições climáticas locais, as características do solo e sua fertilização, o material vegetal (casta/porta-enxerto), as reservas acumuladas nas partes perenes, a densidade de plantação, o sistema de condução da vinha, as condições de desenvolvimento das inflorescências no ano anterior, o maneio do coberto vegetal e a rega, vão ser fundamentais na caracterização específica do sistema solo-planta-atmosfera tendo impacto na produtividade anual e na composição quantitativa e qualitativa da uva (Castro, 2010; Costa et al., 2016; Magalhães, 2008).
Não é possível controlar de uma forma tão direta o défice hídrico na viticultura de sequeiro como em regadio, mas por outro lado, existem diversas práticas culturais que permitem adequar as necessidades hídricas das videiras às condições ambientais (Gaudillere et al, 2002). Uma forma dos viticultores poderem, de certa forma, controlar o estado hídrico da planta é através da escolha da casta, do porta-enxerto, da orientação das linhas, de uma boa gestão do coberto vegetal (área foliar), e da rega (Prichard, 2003; Soar
et al., 2006; Van Leeuwen et al., 2003).
O volume de água necessária com o objetivo de produzir uvas de elevada qualidade difere de ano para ano, dependendo das condições climáticas do Inverno anterior, do ciclo vegetativo atual, da dimensão da copa das videiras e do solo (Prichard, 2003). O fator abiótico mais importante no comportamento da videira e na composição dos bagos é o solo, embora a sua influência seja complexa, uma vez que o solo interfere na absorção da água e nutrientes pela videira, assim como a temperatura na zona radicular limitando a absorção de água e nutrientes pelas raízes e, deste modo, condicionando o potencial genético da planta (Coipel et al., 2006).
Durante o seu ciclo, a videira tem maior necessidade de água em três fases: no início do crescimento vegetativo; após a alimpa, quando os bagos começam a crescer; e durante a maturação para que os ácidos se possam transformar em açucares (Vinho Verde, 2016).
6 A heterogeneidade das características do solo é comum no Alentejo, com elevadas irregularidades entre parcelas, tornando cada uma delas especifica (Barroso e Pombeiro, 2013). Este pormenor faz com que na mesma vinha e, em conjunto com o clima da zona, as plantas tenham necessidades de água e respostas eco-fisiológicas diferentes (Barroso e
Pombeiro, 2013; Egipto et al., 2016; Lopes et al. 2014).Também é interesse referir que os
melhores terrenos são escolhidos para a cultura de cereais e para exploração agro-pecuária, enquanto que a vinha e a oliveira, devido à sua rusticidade, são plantadas em solos mais pobres (IVV, 2016).
Durante o Inverno é preenchida a maior parte da reserva hídrica do solo, que irá estar disponível para a planta durante a primavera e o verão que varia com o tipo de solo e com a pluviosidade de ano para ano. Aplicar um stresse hídrico moderado através da rega deficitária, provoca uma redução da competição entre os ápices vegetativos pelos fotoassimilados, e promove o deslocamento de parte dos mesmos para os tecidos reprodutivos (Chaves et al., 2010; Matthews e Anderson, 1989; Matthews e Anderson, 1988). Por outro lado, uma elevada disponibilidade de água (conforto hídrico) é prejudicial, desviando para os ápices vegetativos a fração de fotoassimilados destinada aos fenómenos reprodutivos, potenciando o crescimento vegetativo e a ocorrência de desavinho e bagoinha (Chaves et al., 2010; Magalhães, 2008), e sebes demasiado densas, o que pode provocar uma maturação heterogénea e baixa qualidade da uva, bem como um aumento da susceptibilidade a pragas e doenças devido à diminuição dos níveis de radiação captada e de arejamento da sebe (Santos, 2006) e condicionamento do início da maturação, prolongando o período de desenvolvimento vegetativo em detrimento da maturação (Egipto, 2011). A conservação de humidade e não circulação de vento no interior da sebe são outras consequências. Magalhães (2008) também observou que um défice hídrico severo provoca igualmente a situação de desavinho e bagoinha.
Consequentemente, a rega excessiva promove o crescimento vegetativo, criando um impacto negativo sobre os pigmentos dos bagos e o teor de açúcar, levando a uma diminuição da qualidade do vinho (Bravdo et al, 1985; Dokoozlian e Kliewer, 1996). Por outro lado, pequenos suplementos de água podem aumentar o rendimento ou mesmo melhorar a qualidade da uva (Matthews e Anderson, 1989; Santos et al., 2005).
A lógica subjacente da rega deficitária está em alcançar uma otimização do número, do tamanho e da qualidade dos frutos, mantendo em paralelo o vigor da videira em equilíbrio com a produção potencial. Aplicar o défice hídrico no início da temporada de crescimento dos bagos, levará a uma redução da sua divisão celular (McCarthy et al., 2002).
7 2.3 – Rega deficitária
A água é um recurso que escasseia por todo o mundo e o sector agrícola é um dos maiores e ineficientes utilizadores deste recurso (Costa et al, 2007). Este problema é particularmente grave em regiões de clima seco como a Europa Mediterrânica.
A água é essencial no processo de fotossíntese e para a hidratação e turgor celular fundamentais para os processos bioquímicos existentes na videira (Souza et al., 2005; White, 2003). A água é também crucial para a regulação térmica das plantas, nomeadamente das folhas/coberto (Chaves et al., 2016; Costa et al., 2016) e para o transporte de nutrientes.
A baixa eficiência do uso da água, em conjunto com um aumento da competição por recursos hídricos com outros setores (como o turismo e a indústria) estão a obrigar os produtores a adotar novas práticas de rega e de cultivo que visam o uso de água de forma mais equilibrada (Costa et al, 2007) e recorrer a cultivares adaptadas a temperaturas mais elevadas (Hoogenboom et al., 1995; Lopes et al., 2014).
A maioria dos vinhedos mundiais localiza-se em regiões com seca sazonal (clima Mediterrânico) onde os défices de água no solo e atmosfera, em conjunto com altas temperaturas, exercem grandes limitações na produtividade e qualidade (Chaves et al, 2010). Neste tipo de climas quentes e secos, a rega gota-a-gota aumentou o uso eficiente da água através da redução do escoamento superficial e de perdas por evapotranspiração (Costa et al, 2007). Este sistema de rega é utilizada principalmente nos períodos mais secos com o objetivo de regular a disponibilidade hídrica nas vinhas (Etchebarne et al., 2009), podendo esta variar na quantidade de água a fornecer e na frequência, dependendo do período fenológico. A rega deficitária surgiu como uma potencial estratégia para se poupar água sem afetar de forma significativa o rendimento e ainda obter um impacto positivo na qualidade dos frutos (Chaves et al, 2010; Federes e Evans, 2006).
Neste âmbito, podem-se encontrar duas estratégias de rega deficitária, a Sustainable Deficit Irrigation (SDI) e a Regulated Deficit Irrigation (RDI). A modalidade SDI consiste numa irrigação com dotação inferior às reais necessidades das videiras durante todo o seu período de crescimento, sendo a usada pelos viticultores (Dry et al., 2001). Em relação à modalidade RDI, esta teve origem num estudo feito por Chalmers e a sua equipa de trabalho em 1981 em pomares de pessegueiros (Chalmers et al., 1981). Só em 1996 é que esta estratégia de rega foi aplicada em estudos na vinha por Bravdo e Naor (Bavdo e Naor, 1996). Um dos objetivos da RDI é a aplicação de um stresse hídrico num curto período de tempo, ou seja, desde o vingamento até ao pintor para um melhor controlo do tamanho dos bagos bem como do crescimento vegetativo. Esta modalidade de rega também poderá ser
8 aplicada após o pintor, de forma a favorecer a acumulação de antocianinas (Dry e Loveys, 1998; Dry e Loveys, 1999; Dry et al., 2001).
Outro dos objetivos da estratégia de rega RDI é a economia de água a fornecer às plantas, pois é um dos fatores mais importantes relativamente à sustentabilidade deste recurso natural, bem como da economia da empresa, poupando-se assim na fatura da água e na fatura elétrica pelo tempo de trabalho das bombas reduzido (Agrossustentável, 2016). 2.4 – Fitomonitorização
2.4.1 – Fitomonitorização na gestão da rega
A fitomonitorização insere-se no conceito de agricultura de precisão e é uma forma de monitorizar em tempo real o estado da planta, tendo como objetivo uma gestão eficiente de uma determinada cultura (Carvalho, 2015; Egipto et al., 2016). O conceito de agricultura de precisão já existe à algum tempo. Blackmore (1994) definiu-a como “um sistema compreensível desenhado para otimizar a produção agrícola através da adaptação cuidadosa da gestão do solo e cultura para responder às condições únicas de cada campo mantendo a qualidade do ambiente”. Esta tecnologia combina a aquisição de dados obtidos de sensores específicos e do software de processamento de dados, que apresenta informação de medição em termos de fisiologia da planta (Figura 1).
Atualmente a fitomonitorização ainda é considerada um tema muito vasto e complexo, pois são utilizados vários tipos de sensores no auxílio da gestão da rega. Os mais utilizados são os sensores de medição da humidade do solo, os de medição da temperatura das folhas bem como da temperatura dos bagos, potencias foliares diurno (ψfd) e de base
(ψb), condutância estomática, dendrómetros para medição do diâmetro do tronco e sensores
para medição do fluxo de seiva (Loveys, 1998).
A preocupação em obter produções de qualidade, bom rendimento e ao mesmo tempo com menores custos, levou ao desenvolvimento da fitomonitorização na vinha (Carvalho, 2015; Cruz, 2013; Egipto et al., 2016; Inês, 2011). Já que os fatores ambientais não podem ser controlados pelo homem, a solução está em tentar “comunicar” com as plantas para que seja possível entendê-las e posteriormente responder às suas necessidades fisiológicas em tempo real.
Cada vez mais, existe a preocupação com a disponibilidade da água necessária em diversos sectores, sendo crucial a sua gestão sustentável (Costa et al., 2016; Fernández et
al., 2008).
Em 1993, Nilov (1993) iniciou estudos em uvas para vinho utilizando a fitomonitorização, tendo sido pioneiro nesta área.
9 Nos últimos anos, tem-se aperfeiçoado esta tecnologia de forma a obter um “feedback” da planta através de seus indicadores, tais como a temperatura da folha, a taxa de fluxo de seiva, microvariação do diâmetro do caule e tamanho do fruto, e até mesmo a fotossíntese (Egipto et al., 2016; Ton e Kopyt, 2003). A humidade do solo e alguns fatores ambientais, tais como a temperatura do ar, velocidade do vento, radiação solar, humidade do ar e precipitação, são comumente usados pela maioria dos sistemas de controlo de rega automatizados em culturas de campo (Wolf, 1996).
A fitomonitorização informa o agricultor sobre o estado fisiológico das plantas em tempo real, através de uma análise contínua da evolução da humidade do solo e das condições microclimáticas. Tem dois objetivos principais: 1) avisar o produtor de um possível stresse hídrico/térmico das plantas em relação às condições ambientais, mesmo antes de se tornar visível e possivelmente irreversível; e 2) poder dar uma informação rápida do desenvolvimento das plantas, quando aplicadas estratégias agronómicas alternativas (Egipto et al. 2016; Gurovich e Alvarez, 2007).
A monitorização direta e em tempo real das plantas, tem como objetivo o ajuste de fatores controláveis da cultura, convertendo-se num padrão mundial de agricultura de precisão. Isto fará os produtores poderem adotar uma estratégia de rega adequada, permitindo avaliar a resposta da planta logo após a modificação do regime de rega e a ultrapassar as carências de água, aumentando a eficiência do seu uso (Gurovich & Alvarez, 2007; Ton & Kopyt, 2003).
10 2.4.2 – Ferramentas de recolha de informação ecofisiológica
2.4.2.1 – Sensores para recolha pontual de dados
Câmara de Pressão
A condição hídrica da planta é um indicador fisiológico fundamental e a sua quantificação fornece uma valiosa informação sobre o seu crescimento e desenvolvimento (Bogart, 2006).
Uma forma simples de avaliar o estado hídrico interno da planta é medir o potencial hídrico foliar. Para tal, é usada uma câmara de pressão do tipo Scholander (Scholander et al., 1965), onde é quantificada a pressão necessária para retirar água de uma folha através do seu pecíolo, expressa em bar ou MPa (1 bar = 0,987atm ou 1 MPa = 9,87atm). Este método funciona da seguinte forma: retira-se uma folha da videira e, tão rápido quanto possível, corta-se um pouco da ponta do pecíolo com um utensilio afiado e coloca-se este através de um orifício existente na tampa da câmara, fixado firmemente e com a extremidade do corte do pecíolo virado para fora. O limbo fica do lado de dentro da câmara. A câmara é então selada e, de seguida, é pressurizado gás de azoto lentamente para dentro desta. Quando a pressão positiva exercida na folha é igual à pressão negativa no interior da folha, a água existente no interior da folha vai começar a ser forçada a sair pelo corte feito no pecíolo da folha. Assim que o operador observar uma gota de água na extremidade do pecíolo, fecha a entrada do gás e lê a pressão correspondente no indicador da câmara. O valor lido da pressão (bar) é igual e de sinal contrário ao potencial de água na folha (Bogart, 2006). O potencial de água na folha é um indicador simples do estado da água da folha; e quanto mais negativo o valor, mais desidratada está a folha.
Segundo Ojeda (2007), os limiares de potencial hídrico para avaliação do nível de restrição hídrica da videira preconizados por Ojeda (2007) são os apresentados na tabela 1.
Tabela 1 – Limiares de potencial hídrico para avaliação do nível de restrição hídrica da videira preconizados por Ojeda (2007).
Potencial de Base ψb (MPa) Potencial Diurno ψd (MPa) Défice Hidrico
0,0 > ψb > -0,2 0,0 > ψd > -0,8 Stresse nulo a leve
-0,2 > ψb > -0,4 -0,8 > ψd > -1,1 Stresse leve a moderado
-0,4 > ψb > -0,6 -1,1 > ψd > -1,4 Stresse moderado a forte
-0,6 >ψb > -0,8 -1,4 > ψd > -1,6 Stresse forte a severo
< -0,8 < -1,6 Stresse severo
Por sua vez Carbonneau (2001), apresentou outra proposta, em que os valores de potencial hídrico de base mais elevados estavam entre 0 e -0,1 MPa, o que revela ausência de
11 stresse hídrico, e valores mais negativos entre -0,2 e -0,5 MPa, o que representa stresse hídrico moderado.
Foram feitas medições com a camara de pressão usando dois métodos: o potencial hídrico foliar de base, que é medido antes do amanhecer e, o potencial hídrico foliar mínimo, que é medido ao meio dia solar.
Trocas gasosas ao nível da folha com o IRGA (Infra-red Gas Analyser)
A medição das trocas gasosas é hoje em dia a técnica mais utilizada para medir a
fotossíntese das folhas. Consiste na medição das diferenças de dióxido de carbono (CO2) e
da concentração do vapor de água na câmara do IRGA onde se insere a folha. Este aparelho é capaz de medir a taxa fotossintética (µmol CO2 cm
-2
s-1), a condutância estomática do vapor de água (mol H2O cm-2s-1), a taxa de transpiração (mmol H2O cm-2s-1) e
a concentração de CO2 intercelular (µmol CO2 mol -1
) entre outros parâmetros (Majer, 2013). A taxa de CO2 fixada pela folha fechada na câmara, é determinada pela medição da
alteração na concentração de CO2 que flui através da câmara (Majer, 2013).
Como a concentração de CO2 na atmosfera é apenas de 0,04% (400 ppm), é necessário
equipamento que seja sensível para detetar tal concentração de CO2 (Majer, 2013).
As vantagens deste aparelho são: não ser destrutivo e ser instantâneo na medição e obtenção dos resultados. A maior desvantagem é o facto de o aparelho ser muito pesado e pouco prático para um uso de rotina.
Sonda de medição da humidade no solo - DIVINER
Este equipamento é constituído por uma sonda que serve para medir/aferir a humidade do solo de forma indireta pelo método da Reflectometria no Domínio da Frequência (FDR), que se baseia na constante dielétrica do solo (Silva et al., 2008). A constante dielétrica é a capacidade de um material não condutor em transmitir ondas ou pulsos eletromagnéticos de alta frequência. Dielétricos são materiais (normalmente sólidos) que não conduzem ou conduzem muito pouco a corrente elétrica.
Com este equipamento é possível fazer medições pontuais do estado de humidade no solo. São colocados em locais pré-definidos, tubos de PVC com profundidades variáveis de acordo com a profundidade do solo. A sonda FDR utilizada (modelo DIVINER), usa a capacitância elétrica para medir a humidade do solo, onde é criado um campo elétrico de alta frequência ao redor de cada sensor, partindo do tubo de acesso e penetrando pelo solo. A frequência medida é uma função da quantidade de água existente no solo.
12
Deteção remota da temperatura das plantas - Termografia
A termografia é uma técnica usada para avaliar a temperatura da superfície dos corpos através da radiação infravermelha emitida por estes, convertendo-a em imagens visíveis (Costa et al., 2013). Mais especificamente, uma câmara de infravermelhos deteta a energia infravermelha (calor), convertendo-o num sinal eletrónico que posteriormente é processado para produzir a imagem térmica no monitor da câmara e, realizar os cálculos de temperatura (Costa el al., 2013; FLIR, 2016).
2.4.2.2 – Sensores para recolha contínua de dados
Temperatura das folhas e bagos
A temperatura é um dos fatores que afetam a taxa fotossintética, sendo que até aos 30ºC é ótima e a partir dos 35ºC decresce (Assis et al., 2004; Gamon e Pearcy, 1990; Hendrickson et al., 2003), Afeta também a absorção de dióxido de carbono (Geiger and Servaites, 1991), a abertura dos estomas (Assis et al., 2004; Leinonen et al., 2006; Sadras
et al., 2012) e a síntese de antocianas (Moffat, 2013; Sadras e Moran, 2012).
O vento e a radiação solar são os fatores que mais afetam a temperatura das folhas e dos bagos, principalmente as que se encontram mais a exterior do coberto. As folhas e os bagos que se encontram no interior do coberto, têm a sua temperatura mais próximo da temperatura ambiente (Vogel, 2009).
Para medição da temperatura das folhas e dos bagos são usados termopares que têm um sistema de dois fios de metais diferentes. Os dois fios são unidos numa das extremidades e nessa união é que vai ser medida a temperatura. Essa união ao sofrer mudança de temperatura, cria uma tensão (Thermocouple, 2011). Essa tensão depois é convertida para valores de temperatura. Esta união é mantida na folha através de um suporte de plástico com ímans, de forma a que estejam sempre agarrados às folhas, o que permite obter dados de forma constante e sem causar danos. É um sensor sensível, pelo que deteta pequenas variações de temperatura (Solfranc, 2016; Tradeindia, 2016). Os sensores de temperatura dos bagos contêm o mesmo mecanismo. A única diferença está em terem um mecanismo de mola de forma a se agarrarem aos bagos.
Sensor de humidade no solo
Para avaliar a água do solo, são utilizados sensores que medem a humidade existente neste de forma continua (Centeno, 2010).
Este tipo de sensores é igual ao do princípio de funcionamento do Diviner, o FDR (Frequency Domain Reflectometry). A única diferença está em estes serem fixos no solo.
13 Estas sondas de humidade do solo R40, contêm no seu interior sensores capacitivos, que fazem a leitura da humidade do solo de 10 em 10 cm, armazenando dados de 30 em 30 minutos num software online, 24 horas por dia (Uavision, 2013).
Fluxo de seiva
A medição do fluxo de seiva é uma técnica da fitomonitorização que ajuda na compreensão das relações hídricas das plantas.
Este equipamento auxilia na verificação do fluxo de seiva existente entre a parte radicular e a parte aérea das plantas, possibilitando a verificação do consumo hídrico das plantas e quais as suas necessidades (Lu et al., 2004).
Através do fluxo de seiva obtém-se uma resposta da quantidade de água aproximada que a planta perde, pois não interfere com as condições ambientais a que as folhas estão submetidas (Fernandez et al., 2011).
O sensor de fluxo de seiva, também conhecido como sensor de fluxo de seiva de Granier (Figura 5), é constituído por duas agulhas termopares, uma das quais com uma resistência de aquecimento. As agulhas, com um diâmetro de 2 mm cada, são inseridas no tronco com uma distância de 15 cm entre elas em que a agulha superior é aquecida a uma potência constante.
A diferença de temperatura entre as agulhas será o output do sensor, que é enviado para o datalogger. Essa diferença será convertida em densidade de fluxo utilizando a fórmula proposta por Granier (1985), sendo a densidade de fluxo multiplicado pela área de xilema no tronco, obtendo-se assim o fluxo de seiva.
Dendrómetros
O dendrómetro é um sensor capaz de medir as variações do diâmetro do tronco de uma forma não destrutiva, com o objetivo de avaliar o estado hídrico da planta. É constituído por uma agulha de tensão que regista os dados recolhidos com uma sensibilidade na ordem dos µm. O diâmetro do tronco varia consoante a hora do dia, ou seja, nas horas de menor calor (noite) o caule tem um diâmetro maior, pois a planta não está a transpirar. Durante as horas de maior calor (dia) o diâmetro diminui, pois a taxa de transpiração aumenta (Calbo, 2000).
Figura 2 – Sensor de SapFlow (sonda tipo Granier). Manual EKOMATIK
14 Carvalho (2015), observou que quando a planta recebia mais água, o diâmetro do tronco aumentava. Isto porque a evaporação da água pelas folhas era baixa devido às condições ambientes não propiciarem a evapotranspiração e/ou, porque a rega era feita durante a noite. Também observou que o diâmetro do tronco da videira pode aumentar devido ao fecho dos estomas como resposta às altas temperaturas e a planta entrar em stresse.
Indicadores ambientais – estação meteorológica
Existem diversos fatores tais como o vento, a humidade relativa do ar, a taxa de transpiração da folha e o seu potencial hídrico, que influenciam o estado hídrico da planta. Mas é o conjunto dos fatores fisiológicos com os ambientais que provocam alteração da presença de água na planta (Champagnol, 1984).
É necessário ter em conta que não é apenas a humidade do solo que influencia o estado hídrico das plantas, mas também o ambiente atmosférico, que contribui e torna mais complexas as tomadas de decisão na rega (Ortuño et al., 2006).
A radiação, a temperatura e humidade do ar, e o vento são fatores que se relacionam para que ocorra a fotossíntese, o crescimento das plantas e para a qualidade e quantidade da produção. Também são todos estes fatores que determinam a utilização de água pela videira através da transpiração e da evaporação pelo solo, denominando-se este conjunto de evapotranspiração (Champagnol, 1984; Prichard et al., 2004).
2.5 – Casta
2.5.1 – Touriga Nacional
A casta Touriga Nacional é originária da região do Dão e foi posteriormente levada para a região do Douro, onde é utilizada para a produção de vinho do Porto (Infovini, 2016). Aí, por ser a mais cultivada na zona do Douro e, a que dava origem aos lotes de vinhos de gama superior, foi a que mais sofreu com a crise da Filoxera, tendo ficado considerada a casta mais nobre de entre as castas tintas (CVRDAO, 2016; Ghira, 2004; Kerridge and Gackle, 2005).
Mais recentemente, foi descoberto o seu potencial para vinhos de mesa, sendo atualmente cultivada em todo o país, dando origem a vinhos de excelente qualidade (Infovini, 2016). É uma casta autóctone de Portugal cuja área plantada tem tido um aumento significativo nos últimos anos e até despertado a curiosidade de viticultores estrageiros (IVV, 2016; Ghira, 2004).
15 Em termos agronómicos, é uma casta que se adapta a diferentes tipos de solo, e com exigência de insolação e calor. É compatível com a maioria dos porta-enxertos, desde que estes se harmonizem com a disponibilidade hídrica e fertilidade do solo. É uma casta que produz cachos pequenos mas abundantes, embora seja considerada uma casta de pouca produção. Os cachos são de tamanho pequeno, alongado e compacto, com bagos. arredondados, não uniformes, de cor vermelha/negra intensa coberta com bastante pruína e, com pelicula espessa e de polpa sem cor, mole, sumarenta e de sabor peculiar. Tem bastante vigor, de porte semi-erecto, com tendência a abrolhar bastantes gomos secundários e latentes, o que leva a formar muitas netas que fazem adensar o coberto vegetal. Em termos de morfologia das folhas, estas são de tamanho pequeno a médio, de forma pentagonal com cinco lóbulos, página inferior com densidade média de pelos prostrados e eretos, com dentes curtos e rectilineos e seio peciolar aberto em V e os seios laterais abertos em U. Em relação às pragas e doenças, é uma casta um pouco sensível ao míldio e à podridão cinzenta, sensível ao oídio, e com tendência ao desavinho (CVRDAO, 2016; IVV, 2016; Sousa et al., 2007).
A Touriga Nacional é uma casta com abrolhamento e floração precoces (abrolhamento dois dias antes da Castelão e floração em simultâneo com a Castelão). O pintor e a maturação dão-se em época média (cerca de dois dias após a Castelão e uma semana após a Castelão respetivamente). Por outro lado, fizeram-se estudos no Douro em que se mostrou que a Touriga Nacional é uma casta tardia, levando esta a obter todas as características para uma maturação fenólica adequada (IVV, 2011).
Pelo facto de os bagos conterem uma concentração elevada de açúcar, cor e aromas, os vinhos produzidos com esta casta resultam em vinhos de elevada intensidade de cor, aroma intenso e complexo a frutos vermelhos, potencial alcoólico e acidez médio/altos e com ótimo potencial de envelhecimento. Na boca revela-se encorpado, cheio, taninoso e frutado (CVRDAO, 2016; Infovini, 2016; IVV, 2016; Sousa et al., 2007).
2.5.2 – Porta enxerto
O porta-enxerto 1103-P (1103-Paulsen) tem origem na Sicília e é um hibrido que advém do cruzamento da família Vitis Rupestris com a família Vitis Berlandieri. As caracteristiscas da Vitis Rupestris são ter raízes duras e fibrosas; elevada capacidade de penetração no solo; pode induzir desavinho por excesso de vigor; resistente ao míldio, oídio e à filoxera e é indicado para solos pobres. As características da Vitis Berlandieri são a fraca capacidade de enraizamento; resistente à secura e ao calcário; resistente à filoxera e moderada resistência ao míldio; boa adaptação a climas quentes e secos e a solos de baixa fertilidade (Garrido e Mota, 2004; Magalhães, 2008).
16 Reunindo todas estas características, o porta enxerto 1103-P é bastante vigoroso, levando à rebentação múltipla nas castas enxertadas, originando produtividades médias/altas. É m uito resistente à secura e medianamente tolerante à humidade do solo (Magalhães, 2008).
17 3 - MATERIAL E MÉTODOS
3.1 – Localização e caracterização do ensaio
O ensaio foi conduzido numa parcela experimental pertencente à Herdade do Esporão, localizada na sub-região Reguengos de Monsaraz, Alentejo. As coordenadas geográficas da parcela são: latitude 38.395088; longitude -7.545419. Os talhões pertencentes ao ensaio, um de Touriga nacional e outro de Aragonez, ocupam uma área de aproximadamente 11 hectares, plantados a 220 metros de altitude (Figura 2). O talhão da Touriga Nacional, onde vai incidir este trabalho, tem 5,3 hectares, com 12 anos de idade e com orientação espacial das linhas Norte-Sul. O porta-enxerto usado foi o 1103P. O compasso de plantação é de 3m × 1,5m (densidade de plantação de 2222 plantas/ha), conduzida em monoplano vertical ascendente, com uma altura de tronco de 0,65m e com uma poda em cordão Royat bilateral, com 8 talões e uma carga à poda de 16 olhos por videira, resultando num total de 35553 olhos por hectare. Os esteios são de madeira e o sistema de armação que serve de apoio à vegetação é constituído por 1 arame de formação à altura do braço, um par de arames móveis a meio da armação e um arame fixo no topo.
Figura 3 - Parcelas do ensaio experimental: Touriga Nacional e Aragonez.
Touriga Nacional
18 3.2 – Clima
O clima da região do Alentejo tem características mediterrânicas e é classificado por Köppen-Geiger de Csa, ou seja, é um tipo de clima temperado com verões quentes e secos (Ipma, 2016). As temperaturas médias anuais variam entre os 15ºC (a Norte) e os 17,5ºC (a Sul). A precipitação é mais concentrada no Outono e Inverno, com uma média anual de 500 a 800 mm. Os valores de insolação anual são cerca de 3000 horas de sol por ano (Sograpevinhos, 2016).
Os dados climáticos foram colhidos diretamente da estação meteorológica da Herdade do Esporão, com recolha de dados a cada meia hora. Aqui são recolhidos temperatura média do ar, velocidade do vento, radiação solar incidente, precipitação e ponto de orvalho. Toda esta informação é armazenada num datalogger que posteriormente é transferida para uma plataforma criada pela empresa Agriciência, parceira do projecto Innovine responsável pela componente de fitomonitorização. A figura 4 mostra a precipitação e temperaturas médias de Janeiro a Setembro de 2015.
Figura 4 - Evolução das temperaturas e precipitação de Janeiro a Setembro de 2015, Herdade do Esporão, Reguengos de Monsaraz
3.3 – Solo das parcelas
As análises realizadas às amostras de solo revelaram que o solo da Touriga Nacional tem uma textura franco-arenosa, baixo teor de matéria orgânica (0,72%) e com um pH de 7,6 (alcalino).
19 3.4 – Delineamento Experimental
O delineamento experimental consiste num sistema de blocos casualizados, com duas modalidades de rega: SDI e RDI (Tabela 1) e quatro repetições. As linhas do ensaio
foram divididas de acordo com a modalidade de rega estabelecida, SDI – 38% ETc (166,5
mm) (utilizada na Herdade do Esporão) e RDI – 25% ETc (106 mm) (cerca de 50% da SDI). O débito dos gotejadores no ciclo de rega foi de 2,2 L/h. Em cada modalidade foi instalada uma ilha de sensores, uma na linha 6 (ilha #601) e outra na linha 17 (ilha #603) (Tabela 2).
Tabela 2 - Esquema do delineamento experimental do ensaio, casta Touriga Nacional.
BLOCO II BLOCO IV
BLOCO I BLOCO III
Linha 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
SDI SDI SDI RDI RDI RDI RDI SDI SDI SDI SDI RDI RDI RDI RDI SDI SDI SDI
Linha 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
BLOCO II BLOCO IV
BLOCO I BLOCO III
Tabela 2 - Identificação e localização das ilhas de sensores, na casta Touriga Nacional.
3.5 - Regas
As ilhas de fitomonitorização foram instaladas num ensaio de avaliação do efeito de duas estratégias de rega deficitária (“Sustainable Deficit Irrigation” - SDI vs “Regulated Deficit Irrigation” - RDI) no comportamento fisiológico e agronómico da casta Touriga Nacional. A SDI representa a estratégia de rega usada pelo produtor (testemunha) consistindo em regas semanais, do vingamento à vindima com reposição de cerca de 0.3 a 0.4 ETc. A modalidade RDI consistiu na aplicação de uma menor dotação (~
Ilha Modalidade Casta Linha Videira
#601 RDI T. Nacional 6 7
#603 SDI T. Nacional 17 16
20 0.47 - 0.67 ETc da SDI) de forma a induzir um maior stresse hídrico, objectivo requerido pelo projecto para efeitos de estudo da resposta da casta à modalidade.
O sistema de rega gota-a-gota utiliza gotejadores que debitaram 2,2 litros por hora e estavam distanciados 1 m entre si. A rega teve início a 15 de Maio (dia 135 do ano) em ambas as modalidades, coincidindo com o final da alimpa (Anexo 2).
3.6 – Operações culturais
Nas linhas pertencentes ao ensaio, a nossa equipa realizou o desladroamento, a monda de sarmentos e o levantamento dos arames (embardamento) consoante o crescimento da vegetação. Neste ano não foi necessário fazer a desponta, uma vez que os sarmentos não atingiram comprimentos acima da altura de sebe pretendida.
3.7 – Fitomonitorização
3.7.1 – Instalação dos Sensores de Recolha de Dados Continua
Foram instaladas duas ilhas de sensores, uma por modalidade, de forma a monitorizar de forma continua alguns parâmetros. Cada ilha é composta pelos seguintes sensores: um dendrómetro (diâmetro do tronco), um sensor de fluxo de seiva, 9 termopares (3 para as folhas e 6 para os bagos), um sensor de humidade do solo e um sensor de humidade no coberto vegetal (folha molhada). Cada sensor recolhe informação em intervalos regulares, de 30 em 30 minutos, sendo registadas no datalogger as médias dessas medições em intervalos de 30 minutos. Posteriormente, estes dados são transmitidos por GSM (Global System Mobile) para um servidor durante todo o ciclo em estudo (fim da floração até à vindima). De forma a ter como principal preocupação a sustentabilidade, todas as ilhas são equipadas com paneis solares, podendo assim ser auto-suficientes em gastos de recursos energéticos. A reativação das ilhas foi realizada pela empresa UAVISION a 25 de Maio de 2015. O local de instalação entre a vegetação foi de forma a não causar ensombramento sob a vegetação (Figura 5). Os dados recolhidos pelos sensores de cada ilha, serão utilizados no projeto INNOVINE, no estudo de resposta das plantas aos métodos de rega deficitária impostos.
Cada ilha de sensores compreende os vários sensores referidos na pesquisa bibliográfica. No entanto neste trabalho apenas vão ser abordados os sensores de humidade do solo, da temperatura das folhas, da temperatura dos bagos e câmara de pressão.
21
Figura 5 - Datalogger e painel solar de uma ilha de sensores.
3.7.2 - Datalogger e software / Recolha e Armazenamento de Dados
Os dados fornecidos pelas ilhas de sensores são armazenados informaticamente num servidor online e, posteriormente analisados através de um software desenvolvido pela empresa responsável por esta componente do projeto INNOVINE, a empresa Agriciência. Os valores de Défice de Pressão de Vapor da Atmosfera e de Temperatura do Ar são fornecidos pela estação meteorológica pertencente à Herdade do Esporão. Estes valores são transferidos para o servidor da Agriciência e posteriormente adicionados ao software de visualização de dados.
3.7.3 – Caracterização dos Sensores 3.7.3.1 – Sensor de humidade do solo
Este sensor adquirido à empresa UAVISION (Torres Vedras, Portugal) (Figura 6) funciona com tecnologia FDR (Frequency Domain Reflectometry). Consiste numa sonda colocada no solo que permite a medição do teor de humidade a diferentes profundidades. Neste ensaio mediu-se a 20, 40 e 60 cm abaixo do nível do solo. Este sensor tem como objetivo a monitorização da humidade do solo permitindo visualizar a distribuição da água da rega ao longo do perfil, o que serve de apoio à tomada de decisão da rega aumentando a robustez dos dados necessários a esta ferramenta. O output é em % de humidade volúmica.
Figura 6 – Sensor de humidade do solo de uma das ilhas de
22 3.7.3.2 – Sensores de temperatura
Neste ensaio foram usados termopares para medição da temperatura das folhas e para medição da temperatura dos bagos (Figura 7). Ambos os sensores foram adquiridos à empresa UAVISION. Os termopares são constituídos por dois fios de metal diferentes. Os dois fios são unidos numa das extremidades e nessa união é que vai ser medida a temperatura. Essa união ao sofrer mudança de temperatura, cria uma tensão (Thermocouple, 2011). Essa tensão é depois convertida para valores de temperatura. A união dos fios é mantida na folha através de um suporte
de plástico com ímans, de forma a que estejam sempre agarrados às folhas, o que permite obter dados de forma constante e sem causar danos. A temperatura é medida pelos sensores em intervalos contínuos ao longo do dia. Em cada ilha foram instalados 9 sensores: 3 nas folhas (nascente, poente e interior do coberto vegetal) e 6 nos bagos (2 em cachos localizados no exterior da sebe do lado nascente e outros dois do lado poente + dois em cachos localizados no centro da sebe). Em cada um dos cachos um num bago do lado exterior do cacho e o outro num bago do lado interior do cacho) (Figura 8). Os dados são enviados para o datalogger em ºC.
Figura 7 - À esquerda: sensor de temperatura da folha; à direita: sensor de temperatura dos bagos.
23
Figura 8 - Representação gráfica da disposição dos sensores de temperatura do bago e da folha na videira.
3.7.3.3 – Teor de humidade do solo
Para as medições pontuais do teor de água do solo foi utilizada uma sonda Diviner 2000, além da sonda fixa no solo R40 da empresa Uavision (Figura 9).
Os sensores fixos estavam instalados nas linhas correspondentes às das ilhas, um em cada linha.
Em relação à sonda Diviner 2000, de forma a que esta tenha acesso ao solo, foram instalados dois tubos de PVC (policloreto de vinil) em cada linha em estudo, perfazendo
um total de 16 tubos. Os tubos estão instalados a profundidades variáveis de 90 a 130 centímetros, sendo o teor de água medido de 10 em 10 centímetros. As medições foram realizadas a par das datas das regas, antes e depois de cada rega.
3.8 – Medições da fenologia e eco-fisiologia
As seguintes medições foram realizadas no âmbito do pacote de tarefas WP1 do projeto INNOVINE. A interação entre estes dois pacotes (WP1 e WP5) é importante, visto serem necessárias medições fisiológicas para relacionar os dados dos sensores com outros indicadores fisiológicos.
N E S O
